1、YORK Optispeed Variable Speed Drive 原理及应用原理及应用目前流行的制冷机组配置目前流行的制冷机组配置中小系统一般采用螺杆机组大系统一般采用螺杆机组和离心机组的组合利用离心机组的满载特性螺杆机组的部分负荷的调节特性2制冷机组的调节性能制冷机组的调节性能螺杆机组容积式压缩可进行变压头运行（可能会出现过压和欠压）ARI工况的NPLV值较好（约0.5kw/TON）离心机组恒压头压缩（压头取决于叶轮线速度）有较好的满负荷特性ARI工况的NPLV值较好（约0.56kw/TON）3是否有更好的机种？是否有更好的机种？我们发现目前的离心机组调节手段压头不变通过PRV调节流量
2、实际状况一个供冷季节的天气变化很大同一天内的变化也很可观4变频机组的使用变频机组的使用气象的变化意味着：制冷量的减少通过导叶调节流量冷凝压力的降低只需较小的压头使用变频技术ARI工况的NPLV值（约0.38kw/TON）5NPLV值的比较值的比较螺杆机组ARI工况的NPLV值较好（约0.5kw/TON）离心机组ARI工况的NPLV值较好（约0.56kw/TON）使用变频技术（离心机组）ARI工况的NPLV值（约0.38kw/TON）6内内内内 容容容容n离心式压缩机卸载控制方式离心式压缩机卸载控制方式PRV-预旋转导流叶片预旋转导流叶片速度控制速度控制nAC 逆变器逆变器nVSD 冷水机组是如
3、何工作的？冷水机组是如何工作的？nCS 和和 VSD 冷水机组的比较冷水机组的比较气候条件气候条件典型案例典型案例财务分析财务分析n特点及优势特点及优势n应用应用离心式冷水机组离心式冷水机组离心式冷水机组离心式冷水机组离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制截流孔板截流孔板过冷器过冷器冷凝器冷凝器均流板均流板叶轮叶轮满液式蒸发满液式蒸发器器RRV挡液板挡液板压焓图压焓图压焓图压焓图压力焓蒸发器压缩机冷凝器截流孔板制冷剂向大气放热制冷剂从负荷吸热PcPeHead=Pc-Pe离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩
4、机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制n离心式压缩机的特点离心式压缩机的特点最大压头和可变的流量最大压头和可变的流量压缩机的压头取决于叶轮的齿尖速度压缩机的压头取决于叶轮的齿尖速度tip speed(D x tip speed(D x rpm)rpm)压缩机的最大速度取决于系统所需压头压缩机的最大速度取决于系统所需压头(Pc-(Pc-PePe)冷量控制方式可通过冷量控制方式可通过PRV PRV 控制或控制或/和速度控制和速度控制(叶轮转速叶轮转速)来实现来实现 喘振是当系统所需压头超过压缩机能提供的压头（在某喘振是当系统所需压头超过
5、压缩机能提供的压头（在某一给定的流量条件下）时发生的一种现象。一给定的流量条件下）时发生的一种现象。离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制Constant head Variable headn通过通过Pre-Rotation Vane(PRV)控制来卸载控制来卸载卸载时关闭卸载时关闭 PRV可扩展运行区域可扩展运行区域(从从 50%降到降到 20%)n通过速度控制来卸载通过速度控制来卸载当负荷当负荷/压头降低时，降低叶轮转速压头降低时，降低叶轮转速卸载区域相对狭窄卸载区域相对狭窄(50%)离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩
6、机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制Variable headConstant head 离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制n通过速度控制卸载通过速度控制卸载压缩机输入功压缩机输入功(能耗能耗)与叶轮转速与叶轮转速 rpm的关系的关系随着转速的降低，压缩机输入功大幅度下降随着转速的降低，压缩机输入功大幅度下降nBPH=Flow x Head/Eff Since flow rpmHead rpm 2So BPH rpm 3离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制n通过速度和导叶（通过速度和导叶（P
7、RV）共同配合控制卸载共同配合控制卸载n运行区域广阔运行区域广阔 节能量巨大节能量巨大需要久经考验的控制系统和速度调节驱动装置需要久经考验的控制系统和速度调节驱动装置当负荷当负荷/压头降低时，压头降低时，PRV全开转速降低全开转速降低PRV 当负荷降低至当负荷降低至 70%以下时，开始关闭以下时，开始关闭PRV还有很多优势将在稍后提及还有很多优势将在稍后提及离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制离心式压缩机的卸载控制Compressor MapSurge line of non-PRVConstant head Reduced head AC AC 逆变器简介逆变器
8、简介逆变器简介逆变器简介AC AC 逆变器逆变器逆变器逆变器整流器整流器整流器整流器逆变器逆变器逆变器逆变器SCR SCR 触发版触发版触发版触发版 IGBT IGBT 触发板触发板触发板触发板 逻缉板逻缉板逻缉板逻缉板AC Power inDC电机电机电机电机AC Power outVSD VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？n通过速度和导叶（通过速度和导叶（PRV）共同配合控制卸载共同配合控制卸载硬件硬件:压头探头压头探头,温度探头温度探头,PRV 位置探头位置探头,喘振探头和转速（喘振探头和转速（rpm）探探头头VSD 装置装置
9、 ACC(Adapted Capacity Control)软件软件(控制逻缉控制逻缉)ACC读取全部信息从而了解机组的运行状况读取全部信息从而了解机组的运行状况绘制出精确的机组喘振点图绘制出精确的机组喘振点图允许机组在喘振点附近运行允许机组在喘振点附近运行使得机组在最低速度下运行从而确保效率最高使得机组在最低速度下运行从而确保效率最高 VSD VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？输入输入输出输出比较比较电机速电机速度逻辑度逻辑冷冻水出水温度冷冻水出水温度温度设定值温度设定值温度温度偏差偏差点饥速度信号点饥速度信号给逻辑给逻辑P.C.
10、B.PRV控制逻辑控制逻辑PRV 控制信号控制信号（开启或关闭）开启或关闭）比较比较压头和最压头和最小转速小转速探头探头MIN.转速转速PRV位置位置实际电机速度实际电机速度速度余量速度余量冷凝压力冷凝压力蒸发压力蒸发压力轿车的驱动系统分析轿车的驱动系统分析轿车的驱动系统分析轿车的驱动系统分析轿车的驱动系统分析轿车的驱动系统分析导叶导叶电动机电动机轿车的驱动系统分析轿车的驱动系统分析刹车刹车-导叶导叶油门油门-电动机电动机20定速驱动系统定速驱动系统定速驱动系统定速驱动系统刹车用作减速加速器固定在底板上加速器固定在底板上变速驱动系统变速驱动系统变速驱动系统变速驱动系统可完全控制加速器必要时可踩
11、刹车VSD VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？Relationship between Capacity,RPM&PRV Opening最小转速最小转速定速定速全开全开最大冷量最大冷量最小冷量最小冷量控制线控制线全关全关1/2导叶开度导叶开度喘振区喘振区防喘振设置防喘振设置速速度度控控制制冷冻水出水温度冷冻水出水温度冷冻水出水温度冷冻水出水温度温度设置值温度设置值温度设置值温度设置值蒸发蒸发蒸发蒸发/冷凝压力冷凝压力冷凝压力冷凝压力PRV PRV 位置位置位置位置实际电机转速实际电机转速实际电机转速实际电机转速 VSD VSD 冷水
12、机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？优化电机转速优化电机转速优化电机转速优化电机转速优化优化优化优化 PRVPRV 位置位置位置位置满负荷工况满负荷工况满负荷工况满负荷工况(a(a点点点点)优化电机转速优化电机转速优化电机转速优化电机转速优化优化优化优化 PRVPRV 位置位置位置位置 VSD VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷冻水出水温度冷冻水出水温度冷冻水出水温度冷冻水出水温度温度设置值温度设置值温度设置值温度设置值蒸发蒸发蒸发蒸发/冷凝压力冷凝压力冷凝压力冷凝压力PRV PRV
13、 位置位置位置位置实际电机转速实际电机转速实际电机转速实际电机转速部分负荷工况部分负荷工况部分负荷工况部分负荷工况(b(b点点点点)优化电机转速优化电机转速优化电机转速优化电机转速优化优化优化优化 PRVPRV 位置位置位置位置冷冻水出水温度冷冻水出水温度冷冻水出水温度冷冻水出水温度温度设置值温度设置值温度设置值温度设置值蒸发蒸发蒸发蒸发/冷凝压力冷凝压力冷凝压力冷凝压力PRV PRV 位置位置位置位置实际电机转速实际电机转速实际电机转速实际电机转速部分负荷工况部分负荷工况部分负荷工况部分负荷工况(d(d点点点点)VSD VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的
14、冷水机组是如何工作的？定速定速定速定速 变速变速变速变速自适应冷量控制逻辑优化压缩机效率降低电机转速优化 PRV 位置能耗降低负荷降低，负荷降低，PRV 关闭关闭电机转速恒定电机转速恒定 VSD VSD 冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？冷水机组是如何工作的？约克变频驱动器约克变频驱动器(VSD)特点及优势特点及优势年节能年节能30%30%延长机组使用寿命延长机组使用寿命维修、保养方便维修、保养方便 降低辅助设备投资降低辅助设备投资 完善的电器保护完善的电器保护 宁静运行宁静运行定频机组与变频机组定频机组与变频机组定频机组与变频机组定频机组与变频机组的比较的比
15、较的比较的比较定频机组与变频机组的比较定频机组与变频机组的比较定频机组与变频机组的比较定频机组与变频机组的比较根据ARI额定工况进行比较定频机组与变频机组的比较定频机组与变频机组的比较定频机组与变频机组的比较定频机组与变频机组的比较Fixed and variable speed at ARI conditions%LoadECWTKW/TONKW/TON 100 85.00.5820.599 90 81.00.5320.502 80 77.00.5000.441 70 73.00.4810.388 60 69.00.4700.339 50 65.00.4630.293 40 65.00.49
16、40.292 30 65.00.5570.326 20 65.00.7000.373 10 65.01.1380.584Fixed Fixed vsvs Variable Speed Variable SpeedFixed and variable speed at ARI conditions%LoadECWTKW/TONKW/TON%SAVED 100 85.00.5820.599 -2.92 90 81.00.5320.502 5.64 80 77.00.5000.441 11.80 70 73.00.4810.388 19.33 60 69.00.4700.339 27.87 50 6
17、5.00.4630.293 36.72 40 65.00.4940.292 40.89 30 65.00.5570.326 41.47 20 65.00.7000.373 46.71 10 65.01.1380.584 48.68定频离心机组能效比曲线定频离心机组能效比曲线定频离心机组能效比曲线定频离心机组能效比曲线变频离心机组能效比曲线变频离心机组能效比曲线变频离心机组能效比曲线变频离心机组能效比曲线各负荷点的能效比差异各负荷点的能效比差异各负荷点的能效比差异各负荷点的能效比差异30%Energy SavingsYORK(lecwt)60%Load100%Load80%LoadTraditi
18、onal60%Load100%Load80%LoadYORK w/Variable Speed100%Load80%Load60%LoadCS CS 与与与与 VSD VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较压力焓蒸发器压缩机冷凝器截流孔板制冷剂向大气放热制冷剂从负荷吸热PcPeHead=Pc-PeCS CS 与与与与 VSD VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较n为什么一台为什么一台 VSD 驱动的冷水机组可以节约能耗和年运行驱动的冷水机组可以节约能耗和年运行费用？费用？n由于室外温度由于室外温度(干球干球/湿球温度湿球温度
19、)随时间和季节的变化而变随时间和季节的变化而变化化n只有只有 1%的运行时间机组处于设计工况下的满负荷运行的运行时间机组处于设计工况下的满负荷运行nVSD 冷水机组能充分利用低冷却水温度带来的优势（压冷水机组能充分利用低冷却水温度带来的优势（压头低头低-转速降低转速降低-能耗降低）能耗降低）香港香港香港香港 2001 2001 气象资料气象资料气象资料气象资料CS CS 与与与与 VSD VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较About 1%of chiller run hours are at design full-load!About 1%of chil
20、ler run hours are at design full-load!共计共计 365 天天n举例说明（根据香港气象资料）CS ChillerVSD Chiller%LoadECWTKW/TONKW/TON%SAVED 10089.60.667 (A)0.670(A)-0.45 75770.578(B)0.476(B)17.6 5067.50.603(C)0.353(C)41.5 25650.800(D)0.440(D)45NPLV0.5640.36236CS CS 与与与与 VSD VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较年年节约能耗能耗 36%NPLV
21、1/(0.01/A+0.42/B+0.45/C+0.12/D)n例 1.办公楼(单台机组)每天 10h,每年6个月总的运行小时数：1800CS 机组年能耗 1800 x 600 x 0.564=609,120 kwhVSD 机组年能耗 1800 x 600 x 0.362=390,960 kwh年节约能耗 218,160 kwhE saving=kwh saving x E rate=146167$年能耗/节约费用节约费用 146,167$CS CS 与与与与 VSD VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较CS CS 与与与与 VSD VSD 冷水机组能耗比
22、较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较n例 2.高级宾馆(单台机组)每天 24h,每年8个月总的运行小时数：5760CS 机组年能耗 5760 x 600 x 0.564=1,949,184 kwhVSD 机组年能耗 5760 x 600 x 0.362=1,251,072 kwh年节约能耗 698112 kwhE saving=kwh saving x E rate=467,735$年能耗/节约费用 467,735$CS CS 与与与与 VSD VSD 冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较冷水机组能耗比较n多台配 VSD 的冷水机房一般来讲，一个冷水机房往往有多台冷水
23、机组当室外温度/负荷降低时，冷水机组会一台一台地关机 当室外温度/负荷降低时，压头也会降低VSD 冷水机组能充分利用低压头的优势节约能耗CS 冷水机组不能象VSD 冷水机组一样利用得那么充分 特点与优势特点与优势特点与优势特点与优势 n工厂安装的VSD冷水机组的标准特性工厂安装断路器UL 列出的接地保护所有VSD数据都显示在冷水机组图形化控制面板上单点电源线连接无须额外的占地空间454647n运行优势最小可低至 30 Hz时的转速在所有负荷工况下总的功率因数都大于等于0.95 如果选择滤波器的话，总功率因数将大于等于0.98可代替启动器降低启动冲击电流，使之低于100%FLA启动间隔时间为-3
24、 mins 减少驱动系统的摩损运行宁静特点与优势特点与优势特点与优势特点与优势特点与优势特点与优势特点与优势特点与优势n软启动可替代启动器从1Hz开始启动从不超过 100%FLA对冲击电流具有非常好的限制能力(改造项目,变压器容量小、发电机容量小)05102040100%200%300%400%500%Motor FLA(%)Time(sec)星三角启动器星三角启动器Optispeed VSD冲击电流冲击电流冲击电流冲击电流特点与优势特点与优势特点与优势特点与优势nn安全性能安全性能安全性能安全性能过载保护欠电压保护马达3 相过电流探头单相保护相序保护高温保护约克变频驱动器约克变频驱动器(VS
25、D)特点及优势特点及优势年节能年节能30%30%延长机组使用寿命延长机组使用寿命维修、保养方便维修、保养方便 降低辅助设备投资降低辅助设备投资 完善的电器保护完善的电器保护 宁静运行宁静运行VSDVSDVSDVSD优势优势优势优势-本行业最富经验本行业最富经验本行业最富经验本行业最富经验19791979年第一台年第一台VSDVSD机组投入使用机组投入使用至今已是第四代至今已是第四代全球冷水机组变频技术应用的先导全球冷水机组变频技术应用的先导至今已有近至今已有近50005000台安装工程，超过所有对手的数量总台安装工程，超过所有对手的数量总和和迄今国内已售出超过迄今国内已售出超过500500台台
26、VSDVSDVSDVSD装置既可安装在新出厂装置既可安装在新出厂 的离心机上，也可用于改的离心机上，也可用于改装原有离心机。装原有离心机。52至今获多项相关专利VSDVSDVSDVSD优势优势优势优势-本行业最富经验本行业最富经验本行业最富经验本行业最富经验53VSDVSD节能效果得到公认节能效果得到公认2005年5月4日,约克VSD因其巨大的节能效果获得美国环保署（EPA）颁发的气候保护奖VSDVSDVSDVSD优势优势优势优势-本行业最富经验本行业最富经验本行业最富经验本行业最富经验54VSDVSD节能效果得到公认节能效果得到公认2005年5月4日,约克VSD因其巨大的节能效果获得美国环保
27、署（EPA）颁发的气候保护奖VSDVSDVSDVSD优势优势优势优势-本行业最富经验本行业最富经验本行业最富经验本行业最富经验55应应应应 用用用用 n出赤道地区以外，可应用于地球上每一个有A/C 的地方n适用于所有制冷剂R123/R134a/R22n冷量范围宽 150 to 1400(60Hz)/150 to 1000(50Hz)n工厂组装(机组上安装)York YT/YKn改造项目(地面安装)York YT/YKYork YT 冷媒转换York 驱动系统改造机组上安装工厂接线工厂接管工厂安装工厂安装工厂安装工厂安装VSD应用应用应用应用 改造工程改造工程改造工程改造工程地面安装地面安装50 max.拉线长度拉线长度 现场接线现场接线现场接管现场接管增压泵增压泵VSD应用应用应用应用 YORK YORK OptiSpeedOptiSpeed TM TM Variable Speed DriveVariable Speed Drive节约能耗节约能耗/节约运行费用节约运行费用QuestionsQuestions？谢谢谢谢!QuestionsQuestions？60
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